JP4703028B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させ、その燃焼にて形成される火炎に、低酸素気体吐出口から酸素含有率が空気よりも低い低酸素気体を吐出して燃焼させるように構成された燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、例えば、ボイラや炉等に用いるものであり、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させて、火炎を形成し、その火炎に対して、低酸素気体吐出口から酸素含有率が空気よりも低い低酸素気体を吐出して、その低酸素気体中の酸素にて未燃の燃料ガスを燃焼させるものあり、所謂、二段燃焼を行わせて緩慢に燃焼させることにより、火炎温度を低下させて低ＮＯｘ化を図っている。
【０００３】
低酸素気体としては、例えば、ガスエンジンやガスタービン等の燃焼式原動機の燃焼排ガスを用いる。かかる燃焼装置は、低酸素気体として燃焼排ガスを用いる場合は、燃焼排ガス中の酸素を用いて燃料ガスを燃焼させながら、燃焼排ガスから排熱を回収して、加熱対象部を加熱するために用いるものである。
ちなみに、かかる燃焼装置は、低酸素気体として、燃焼排ガスのみでは燃料ガスを燃焼させることができない程度に酸素含有率が低い燃焼排ガスを用いる場合に好ましい。
つまり、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスの一部を空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させて保炎を形成し、その保炎にて保炎される状態で、残りの燃料ガスを燃焼排ガス中の酸素にて燃焼させて完全燃焼させる。そして、燃焼用空気の供給量は、燃焼排ガスによる燃料ガスの燃焼を保炎するのに必要な保炎を形成することができる程度の量にして、常温にて供給される燃焼用空気の供給量をできるだけ少なくして、加熱効率を高くすることができるのである。
ちなみに、燃焼排ガスの温度にもよるが、例えば、燃焼排ガスの温度が５００°Ｃの場合においては、酸素含有率が１３％よりも低い燃焼排ガスは、燃焼排ガスのみでは燃料ガスを燃焼させることができないものである。
【０００４】
かかる燃焼装置において、従来では、図８に示すように、空気吐出口１を、燃焼用空気Ａを円柱状に吐出するように円状に設け、燃料ガス噴出部Ｓとしてのガスノズル４０を、燃料ガスＧを空気吐出口１から吐出される円柱状の燃焼用空気吐出流に対して、その中心に、空気吐出口１からの燃焼用空気吐出方向に向けて噴出するように設けて、ガスノズル４０からの燃料ガスＧを空気吐出口１からの燃焼用空気Ａにて燃焼させて、火炎Ｆを概ね円柱状に形成するように構成し、低酸素気体吐出口２は、低酸素気体Ｅを前記円柱状の火炎Ｆの外周部に前記燃焼用空気吐出方向に沿う方向に円筒状に吐出するように、円状の空気吐出口１の外周を囲む環状に設けていた（例えば、特開平１１−１４１８０８号公報参照）。
【０００５】
つまり、かかる燃焼装置においては、加熱対象部の熱負荷等に応じて、燃料ガスの供給量を調節して燃焼量は調節するものの、その燃焼量の調節に応じた低酸素気体の供給量の調節は行わないのが通常であり、例えば、ガスエンジンやガスタービン等の低酸素気体発生源から供給される低酸素気体の全量を受け入れるのが通常である。
【０００６】
そこで、従来では、ガスノズル４０からの燃料ガスＧと空気吐出口１からの燃焼用空気Ａにて円柱状の火炎Ｆを形成し、低酸素気体Ｅを、前記燃焼用空気吐出方向に沿う方向、即ち、燃焼量の調節に応じて円柱状の火炎Ｆの長さが変化する方向に、円柱状の火炎Ｆの外周部を覆う円筒状に吐出することにより、低酸素気体Ｅが略一定量で供給される状態で、燃焼量を変化させて燃焼量に応じて円柱状の火炎Ｆの長さが変化しても、その円柱状の火炎Ｆの外周部をその火炎Ｆの長さが変化する方向に円筒状に通流する低酸素気体Ｅによって、過不足なく燃焼用酸素が供給されて安定燃焼するようにして、ターンダウン比を大きくするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃焼装置では、円柱状の火炎がその火炎よりも低温の低酸素気体で覆われることから、火炎からの輻射熱の輻射効率が低く、又、ボイラの水管等の加熱対象部において火炎から輻射熱が効率良く輻射される部分、即ち、加熱対象部において円柱状の火炎の側周部に対向する部分が、燃焼に用いられなかった低酸素気体によって冷やされることとなり、加熱対象部を加熱するに当たって、加熱効率が低いという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ターンダウン比が大きく且つ加熱効率が高い燃焼装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記空気吐出口が、燃焼用空気を筒状に吐出するように環状に設けられ、前記燃料ガス噴出部が、前記空気吐出口から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周又は略全周にわたる状態で燃料ガスを噴出するように設けられて、前記火炎が筒状に形成されるように構成され、
前記低酸素気体吐出口が、低酸素気体を前記筒状の火炎の内方に対して前記空気吐出口からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に吐出するように設けられ、前記低酸素気体吐出口が、前記燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスと前記空気吐出口から吐出される燃焼用空気との混合域よりも、前記燃焼用空気吐出方向において下流側に位置されていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、環状の空気吐出口から燃焼用空気が筒状に吐出され、その筒状の燃焼用空気吐出流に対してその周方向の全周又は略全周にわたる状態で、燃料ガス噴出部から燃料ガスが噴出されて、筒状の火炎が形成され、その筒状の火炎の内方に対して、空気吐出口からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に、低酸素気体吐出口から低酸素気体が吐出されて、その低酸素気体中の酸素にて未燃の燃料ガスが燃焼する。
つまり、低酸素気体が、筒状の火炎の内方に対して、空気吐出口からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向、即ち、燃焼量の調節に応じて円筒状の火炎の長さが変化する方向に吐出されることから、燃焼量に応じて円筒状の火炎の長さが変化しても、円筒状の火炎の内部をその円筒状の火炎の長さが変化する方向に、低酸素気体が流れていることから、その低酸素気体の流れによって、円筒状の火炎の長さに応じて、即ち燃焼量に応じて、過不足なく燃焼用酸素が供給される。
要するに、燃焼量調節範囲を広く設定しても、燃焼量調節範囲の全域にわたって、低酸素気体によって燃焼量に応じて過不足なく燃焼用酸素が供給されるようにして、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを安定燃焼させることができ、もって、ターンダウン比を大きくすることができるのである。
又、火炎よりも低温の低酸素気体は円筒状の火炎の内部を流れることから、従来のように火炎よりも低温の低酸素気体が円柱状の火炎の外周部を囲むように円筒状に流れるような場合に比べて、火炎からの輻射熱の輻射効率を高くすることが可能となり、又、加熱対象部において火炎から輻射熱が効率良く輻射される部分、即ち、加熱対象部において円筒状の火炎の側周部に対向する部分が、燃焼に用いられなかった低酸素気体によって冷やされることがないので、加熱対象部を加熱するに当たって、加熱効率を高くすることかできる。
従って、ターンダウン比が大きく且つ加熱効率が高い燃焼装置を提供することができるようになった。
【００１０】
又、請求項１に記載の特徴構成によれば、低酸素気体吐出口が、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスと空気吐出口から吐出される燃焼用空気との混合域よりも、燃焼用空気吐出方向において下流側に位置されていることから、燃焼量が小さくて燃料ガス噴出部からの燃料ガスの噴出量が少なくても、低酸素気体吐出口から吐出される低酸素気体により邪魔されることなく、燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを、空気吐出口から吐出される燃焼用空気と良好に混合して、安定燃焼させることができ、そのように安定燃焼して安定形成される円筒状の火炎の保炎作用により、未燃の燃料ガスを低酸素気体にて安定燃焼させることができるので、燃焼量を一層小さく設定することが可能となる。
従って、燃焼量を一層小さく設定することが可能となるので、ターンダウン比を一段と大きくする上で好ましい具体構成を提供することができる。
【００１１】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記燃料ガス噴出部が、前記空気吐出口から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、前記燃焼用空気吐出方向と交差する方向に向けて燃料ガスを噴出するように構成されていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、燃料ガス噴出部から、燃料ガスが、空気吐出口の燃焼用空気吐出方向と交差する方向に向けて噴出されることから、燃料ガスと燃焼用空気との混合状態が一層良好になって、燃料ガス噴出部からの燃料ガスを空気吐出口からの燃焼用空気にて安定して燃焼させることができ、そのように安定燃焼して安定形成される円筒状の火炎の保炎作用により、未燃の燃料ガスを低酸素気体にて安定燃焼させることができるので、燃焼量調節範囲を一層広くしながらも、燃焼量調節範囲の全域にわたって安定燃焼させることができることとなる。
従って、燃焼量調節範囲を一層広くすることが可能となるので、ター
【００１２】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、燃焼用空気を通流させる空気流路が、前記燃焼用空気吐出方向視において、環状に設けられ、
その空気流路内に、前記空気吐出口を形成するための複数の切り欠き又は開口を環状に備えて環状に形成された吐出口形成体が嵌め込まれていることにある。
請求項３に記載の特徴構成によれば、空気吐出口から吐出される燃焼用空気吐出流により、吐出口形成板の前方空間における燃焼用空気吐出流の周囲に、負圧域（周囲よりも圧力が低い領域）が形成されることから、燃料ガス噴出部から噴出された燃料ガスの一部が、前記負圧域の誘引作用によって、吐出口形成板の側に誘引されて、その誘引燃料ガスが空気吐出口から吐出された燃焼用空気にて燃焼することによって、吐出口形成板の近傍から燃焼が始まって、燃料ガスは、吐出口形成板にて保炎される状態で、安定的に燃焼するので、そのように安定燃焼して安定形成される火炎の保炎作用により、燃焼量調節範囲を一層広くしながらも、燃焼量調節範囲の全域にわたって安定燃焼させることができることとなる。
従って、燃焼量調節範囲を一層広くすることが可能となるので、ターンダウン比を一段と大きくする上で好ましい具体構成を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明を貫流ボイラの燃焼装置に適用した場合の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、貫流ボイラは、缶体２１の内部に多数の縦姿勢の水管２２を平面視で二重の環状に配置し、その環状水管群の中央空洞部を燃焼室２３として、燃焼装置ＢＳを、その燃焼室２３に臨ませる状態で缶体２１の上端部に設け、燃焼装置ＢＳにて、都市ガス等の燃料ガスＧを燃焼させて、その燃焼にて形成される火炎Ｆ及び発生する燃焼ガスＢにて、各水管２２に供給される水を加熱して蒸気を生成し、生成蒸気を蒸気需要先（図示せず）に供給するように構成してある。
【００１４】
燃焼装置ＢＳには、燃料ガス供給路２４を通じて燃料ガスＧを供給すると共に、その燃料ガスＧの燃焼用として、低酸素気体発生源の一例としての希薄燃焼式のガスエンジン２５から排出される低酸素気体としての燃焼排ガスＥの全量を、排ガス供給路２６を通じて供給するように構成し、又、ブロア２７から空気供給路２８を通じて燃焼用空気Ａを供給するように構成してある。
尚、本実施形態においては、ガスエンジン２５から排出される燃焼排ガスＥは、酸素含有率が例えば１３％以下と低く、燃焼排ガスＥだけでは燃料ガスＧを燃焼させることができないものである。
【００１５】
燃料ガス供給路２４には、貫流ボイラの熱負荷に応じて燃焼量を調節すべく、燃料ガスＧの供給量を調節する燃料ガス用調整弁２９を設け、空気供給路２８には、燃料ガス用調整弁２９にて調節される燃料ガスＧの供給量に応じて、燃焼用空気の供給量を調節する空気用調整弁３０を設け、排ガス供給路２６には、開閉弁３１を設けてある。尚、詳細な説明は省略するが、熱負荷に応じて燃焼量を調節するための燃料ガス用調整弁２９及び空気用調整弁３０の制御は、図示しない制御装置によって自動的に行われる。
【００１６】
各環状水管群は、隣接する水管２２同士をひれ状部材３５にて接続して形成してある。そして、燃焼室２３内にて発生した燃焼ガスＢを、内側の環状水管群と外側の環状水管群との間、並びに、外側の環状水管群の外周を通流させて、排気路３６から排出させるように、燃焼ガスＢの通流経路を形成してある。
【００１７】
次に、燃焼装置ＢＳについて説明する。
図２ないし図４に示すように、燃焼装置ＢＳは、燃料ガス噴出部Ｓとしての燃料ガス噴出孔３から噴出される燃料ガスＧを空気吐出口１から吐出される燃焼用空気Ａにて燃焼させ、その燃焼にて形成される火炎に、低酸素気体吐出口としての排ガス吐出口２から酸素含有率が空気よりも低い燃焼排ガスＥを吐出して燃焼させるように構成してある。
【００１８】
本発明においては、空気吐出口１を、燃焼用空気Ａを筒状に吐出するように環状に設け、燃料ガス噴出孔３を、空気吐出口１から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周にわたる状態で燃料ガスＧを噴出するように設けて、火炎を筒状に形成するように構成し、排ガス吐出口２を、燃焼排ガスＥを筒状の火炎の内方に対して空気吐出口１からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に吐出するように設けてある。
【００１９】
説明を加えると、両端が開口した円筒状の燃焼筒４の内部に、円筒状の中間筒５を、その先端が燃焼筒４の先端と軸心方向において略同位置に位置する状態で、同軸心状に設け、その中間筒５の内部に、両端が開口した円筒状の内筒６を、その先端が中間筒５の先端よりも突出し、且つ、その後端が中間筒５及び燃焼筒３夫々の後端よりも突出する状態で設け、更に、中間筒５の先端及び後端夫々を、内筒６に外嵌させる状態で設けた円環状の閉塞板７にて、閉塞してある。
燃焼筒４に外嵌させる挿入用開口部８ａを備えた箱状の風箱８を、挿入用開口部８ａに燃焼筒４の後端側を嵌め込んで、燃焼筒４の後端側を覆う状態で、且つ、内筒６の後端を風箱８の外部に突出させた設けて、風箱８内に、燃焼筒４の後端開口に連通する空気室９を形成し、更に、燃料ガス導入筒１０を、風箱８の壁部を貫通させて風箱８内に挿入した状態で、その先端側を、中間筒５の内部に連通する状態で、中間筒５の筒壁に接続してある。
【００２０】
そして、内筒６の内部を、燃焼排ガスＥを通流させる排ガス流路１２とし、内筒６の円状の先端開口を、燃焼排ガスＥを吐出する排ガス吐出口２としてある。
又、内筒６と中間筒５との間を燃料ガスＧを通流させる燃料ガス流路１３とし、即ち、燃料ガス流路１３を、前記燃焼用空気吐出方向視において、排ガス吐出口２の外周を囲む環状に設け、中間筒５の先端側の周壁に、燃料ガス噴出部Ｓとしての１２個の燃料ガス噴出孔３を、周方向に等間隔を隔てて並べて形成してある。
又、燃焼筒４と中間筒５との間を、燃焼用空気Ａを通流させる空気流路１１とし、即ち、空気流路１１を、前記燃焼用空気吐出方向視において、燃料ガス流路１３の外側に位置して、排ガス吐出口２の外周を囲む環状に設け、その空気流路１１内において、燃料ガス噴出孔３よりも後退させた位置に位置させて、空気吐出口１を形成するための切り欠き１４ａ及び開口１４ｂを備えて環状に形成された円環状のバッフル板１４（吐出口形成体に相当する）を、中間筒５に外嵌させ且つ燃焼筒４に内嵌させた状態で設けてある。尚、そのバッフル板１４には、空気吐出口１を形成するための６個の切り欠き１４ａを、バッフル板１４の外周部に切り欠く状態で、等間隔を隔てて周方向に並べて形成すると共に、空気吐出口１を形成するための複数個の開口１４ｂを、バッフル板１４の全面にわたって分散させた状態で形成してある。
【００２１】
そして、上述のように構成した燃焼装置ＢＳを、内筒６の先端側を、貫流ボイラの燃焼室２３に臨ませた状態で、缶体１の上端部に設け、燃料ガス供給路２４を燃料ガス導入筒１０に接続して、燃料ガスＧを燃料ガス導入筒１０を通じて燃料ガス流路１３に供給し、空気供給路２８を風箱８に形成した排ガス受入口８ｂに接続して、燃焼用空気Ａを風箱８内の空気室９を通じて空気流路１１に供給し、並びに、排ガス供給路２６を内筒６の後端に接続して、ガスエンジン２５から排出される燃焼排ガスＥを排ガス流路１２に供給するように構成してある。
【００２２】
つまり、上述のように、燃焼筒４の内部に中間筒５と内筒６を設け、燃焼筒４と中間筒５との間を、燃焼用空気吐出方向視において環状の空気流路１１とすると共に、その環状の空気流路１１に、空気吐出口１を形成するための６個の切り欠き１４ａ及び複数個の開口１４ｂを環状に備えて円環状に形成したバッフル板１４を嵌め込み、内筒６と中間筒５との間を燃料ガス流路１３とすると共に、中間筒５の先端側の周壁に１２個の燃料ガス噴出孔３を等間隔を隔てて周方向に並べて形成し、並びに、内筒６の内部を排ガス流路１２とすると共に、内筒６の先端開口を排ガス吐出口２とすることにより、空気吐出口１を、燃焼用空気Ａを筒状に吐出するように環状に設け、複数の燃料ガス噴出孔３を、空気吐出口１から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周にわたる状態で燃料ガスＧを噴出するように環状に設けて、火炎を筒状に形成するように構成し、排ガス吐出口２を、燃焼排ガスＥを筒状の火炎の内方に対して空気吐出口１からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に吐出するように設けてある。
【００２３】
又、バッフル板１４の前方に、中間筒５と燃焼筒４にて区画される環状の凹部を、燃料ガス噴出孔３から噴出される燃料ガスＧと空気吐出口１から吐出される燃焼用空気Ａとの混合域Ｍとし、排ガス吐出口２は前記混合域Ｍよりも、前記燃焼用空気吐出方向において下流側に位置させてある。
又、燃料ガス噴出孔３は、空気吐出口１の燃焼用空気吐出方向と直交する方向に向けて燃料ガスＧを噴出するように構成してある。
【００２４】
そして、空気吐出口１から燃焼用空気Ａを筒状に吐出し、そのように空気吐出口１から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周にわたる状態で、燃料ガス噴出孔３から燃料ガスＧを噴出して、それらを混合域Ｍにて混合させて燃焼させることにより、筒状の火炎を保炎として形成し、その筒状の火炎の内方に対して、排ガス吐出口２から燃焼排ガスＥを空気吐出口１からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に吐出することにより、保炎としての筒状の火炎にて保炎させる状態で、未燃の燃料ガスＧを燃焼排ガスＥ中の酸素にて燃焼させて、完全燃焼させるようにしてある。
【００２５】
尚、火炎を筒状に形成するに当たっては、火炎が周方向に一連に連なる筒状に形成しても良いし、あるいは、火炎が周方向に分割される状態で筒状に形成しても良い。
【００２６】
燃料ガスＧを燃焼用空気Ａにて燃焼させるに当たっては、各空気吐出口１から吐出される燃焼用空気吐出流により、混合域Ｍ内において、燃焼用空気吐出流の周囲に、負圧域が形成されることから、燃料ガス噴出孔３から噴出された燃料ガスＧの一部が、負圧域の誘引作用によって、バッフル板１４の側に誘引されて、その誘引燃料ガスＧが各空気吐出口１から吐出された燃焼用空気Ａにて燃焼することから、バッフル板１４の近傍から燃焼が始まるので、燃料ガスＧを、バッフル板１４にて保炎される状態で、安定的に燃焼させることができる。
【００２７】
つまり、燃焼排ガスＥが、筒状の火炎の内方に対して、空気吐出口１からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向、即ち、燃焼量の調節に応じて円筒状の火炎の長さが変化する方向に吐出されることから、燃焼量に応じて円筒状の火炎の長さが変化しても、円筒状の火炎の内部をその円筒状の火炎の長さが変化する方向に、燃焼排ガスＥが流れていることから、その燃焼排ガスＥの流れによって、円筒状の火炎の長さに応じて、即ち燃焼量に応じて、過不足なく燃焼用酸素が供給される。
【００２８】
従って、図２及び図３において一点鎖線及び実線にて示すように、燃焼量が大きくなると長くなるように、燃焼量に応じて長さが変化して円筒状の火炎Ｆが形成される状態で、燃料ガス噴出孔３から噴出される燃料ガスＧが、空気吐出口１から吐出される燃焼用空気Ａと排ガス吐出口２から吐出される燃焼排ガスＥにて安定して燃焼し、しかも、燃焼排ガスＥは、円筒状の火炎Ｆの内部を、前記燃焼用空気吐出方向に流れることから、燃焼に用いられなかった燃焼排ガスＥは、火炎Ｆに悪影響を与えることなく、燃焼室２３内に供給される。
【００２９】
又、火炎Ｆよりも低温の燃焼排ガスＥは円筒状の火炎Ｆの内部を流れることから、火炎Ｆからの輻射熱の輻射効率を高くすることが可能となり、又、環状水管群において火炎Ｆから輻射熱が効率良く輻射される部分、即ち、環状水管群において円筒状の火炎Ｆの側周部に対向する部分は、燃焼に用いられなかった燃焼排ガスＥによって冷やされることがないので、加熱効率を高くすることかできる。
尚、燃焼に用いられなかった燃焼排ガスＥは、燃料ガスＧが燃焼して発生した燃焼ガスとともに、環状水管群に接触しながら流れて、保有熱が回収される。
【００３０】
尚、内筒６の先端が中間筒５よりも突出していて、その内筒６の先端突出部分が火炎Ｆに曝されるが、内筒６の内部を燃焼排ガスＥが通流していて、その燃焼排ガスＥによって内筒６が冷却されることにより、内筒６の先端突出部分の過熱を防止することができる。従って、内筒６の材料として、高価な高耐熱性材料を用いる必要がないので、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
次に、燃焼用空気Ａの供給量の設定例について説明する。
燃焼用空気Ａの供給量は、少なくとも、燃焼排ガスＥによる燃料ガスＧの燃焼を保炎するのに必要な保炎を形成することができる程度の量に設定すれば良いが、その量は、供給される燃焼排ガスＥの温度及び酸素含有率により異なる。
例えば、燃焼排ガスＥの温度が５２５°Ｃで、酸素含有率が８％であり、燃料ガスＧとして都市ガス（１３Ａ）を用いる場合は、燃焼用空気Ａの供給量は、空気比ｍで０．４〜０．７の範囲に相当する量の範囲に設定する。
例えば、温度が５２５°Ｃで、酸素含有率が８％の燃焼排ガスＥが、３２００ｍ³ （標準状態）／ｈにて供給される場合、燃料ガスＧの供給量が６５ｍ³ （標準状態）／ｈのときは、燃焼用空気Ａの供給量は、空気比ｍで０．４〜０．７の範囲に相当する量とすると、２９０ｍ³ 〜５００ｍ³ （標準状態）／ｈの範囲になる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
以下、本発明を貫流ボイラの燃焼装置に適用した場合の第２実施形態を説明するが、第２実施形態においては、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
第１実施形態においては、ガスエンジン２５から排出される燃焼排ガスＥの全量を燃焼装置ＢＳに供給する場合について例示したが、図５に示すように、第２実施形態においては、ガスエンジン２５から排出される燃焼排ガスＥの一部を燃焼装置ＢＳに供給し、残部を直接燃焼室２３に供給するように構成してあり、それ以外は、第１実施形態と同様に構成してある。
【００３３】
説明を加えると、排ガス供給筒３７を、缶体２１の底部に、燃焼室２３に臨ませる状態で立設し、排ガス供給路２６から分岐させた分岐路３８を排ガス供給筒３７の基端部分に連通接続してある。又、排ガス供給路２６において、分岐路３８の分岐部分よりも下流側の部分に、燃焼装置ＢＳへの燃焼排ガス供給量を調節する排ガス用調整弁３９を設けてある。
【００３４】
そして、排ガス用調整弁３９の調節により、ガスエンジン２５から排出される燃焼排ガスＥのうち、少なくとも、燃料ガスＧを完全燃焼させるのに必要な量を燃焼装置ＢＳに供給し、残りは、排ガス供給筒３７の先端から燃焼室２３に供給する。
【００３５】
第２実施形態においては、内筒６内を通流する燃焼排ガスＥの流量が第１実施形態よりも少なくなるので、内筒６の径を第１実施形態よりも小さくすることが可能となり、もって、燃焼装置ＢＳの小型化を図ることができる。
【００３６】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
【００３７】
（イ） 燃料ガス噴出孔３のガス噴出方向は、上記の各実施形態において例示した如き、燃焼用空気吐出方向と直交する方向に限定されるものではなく、燃焼用空気吐出方向に対して、前方に傾斜する方向や、後方に傾斜する方向でも良い。あるいは、燃焼用空気吐出方向と平行な方向でも良い。
【００３８】
（ロ） 上記の各実施形態においては、バッフル板１４に、空気吐出口１を形成するための複数個の切り欠き１４ａ、及び、空気吐出口１を形成するための複数個の開口１４ｂの両方を設ける場合について例示したが、いずれか一方のみを設けても良い。尚、空気吐出口１を形成するための複数個の開口１４ｂのみを設ける場合、複数個の開口１４ｂを、等間隔を隔てて周方向に１列状に設けても良い。
（ハ） 燃焼用空気Ａを筒状に吐出するように空気吐出口１を環状に設けるための具体構成は、上記の各実施形態において例示した構成、即ち、バッフル板１４に、空気吐出口１を形成するための６個の切り欠き１４ａ及び複数個の開口１４ｂを環状に備えさせて、複数の空気吐出口１を周方向に間隔を隔てて並べることにより、空気吐出口１を環状に設ける構成に限定されるものではない。
例えば、周方向に一連に連なった１個の環状の空気吐出口１を設けても良い。
１個の環状の空気吐出口１を設けるに当たっての具体構成としては、例えば、上記の各実施形態において設けたバッフル板１４を省略する。
あるいは、図６に示すように、幅が燃焼筒４と中間筒５との間隔よりも小さい円環状板３２を、中間筒５に外嵌して設けて、円環状板３２の外周縁と燃焼筒４の内周面とにより、１個の環状の空気吐出口１を形成しても良い。あるいは、幅が燃焼筒４と中間筒５との間隔よりも小さい円環状板３２を、燃焼筒４に内嵌して設けて、円環状板の内周縁と中間筒５の外周面とにより、１個の環状の空気吐出口１を形成しても良い。
【００３９】
（ニ） 上記の各実施形態においては、燃料ガス噴出部Ｓを、中間筒の周壁に穿設する燃料ガス噴出孔３にて構成する場合について例示したが、中間筒の周壁に、その周壁から突出する状態で設ける筒状のガスノズルにて構成しても良い。
【００４０】
（ホ） 燃料ガス噴出部Ｓを、空気吐出口１から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周又は略全周にわたる状態で燃料ガスＧを噴出するように設けるための具体構成は、上記の各実施形態において例示した構成、即ち、燃料ガス噴出部Ｓとしての複数の燃料ガス噴出孔３を周方向に等間隔を隔てて環状に設ける構成に限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、中間筒５の外径よりも大径の円環状の分散板３３を、中間筒５の先端と隙間を開けた状態で、内筒６に外嵌させて設けて、中間筒５の先端と分散板３３との間に、周方向に一連に連なった１個の環状の燃料ガス噴出口３４を、燃料ガス噴出部Ｓとして形成しても良い。
【００４１】
（ヘ） 上記の各実施形態においては、燃料ガス噴出部Ｓを、前記燃焼用空気吐出方向視において、排ガス吐出口２と空気吐出口１との間に位置させる場合について例示したが、燃料ガス噴出部Ｓを、前記燃焼用空気吐出方向視において、空気吐出口１と重なる位置や、空気吐出口１の外側に位置させても良い。
【００４２】
（ト） 燃焼筒４とその内部に位置する中間筒５との配置形態として、上記の各実施形態においては、中間筒５の先端が燃焼筒４の先端と軸心方向において略同位置に位置する配置形態とする場合について例示したが、中間筒５の先端が燃焼筒４の先端よりも後退した位置に位置する配置形態としても良い。この場合、中間筒５の先端を燃焼筒４の先端よりも後退させる寸法は、中間筒５の口径以内とするのが好ましい。但し、中間筒５の先端を燃焼筒４の先端よりも後退させるに当たっては、バッフル板１４も同様に後退させるのは勿論である。
【００４３】
（チ） 上記の各実施形態においては、燃焼量の調節に係らず、低酸素気体Ｅの供給量を調節しないように構成する場合について例示したが、燃焼量の調節に応じて、低酸素気体Ｅの供給量を調節するように構成しても良い。
【００４４】
（リ） 上記の各実施形態においては、低酸素気体として、ガスエンジン２５からの燃焼排ガスＥを用いる場合について例示したが、ガスタービンからの燃焼排ガスを用いたり、塗装処理装置等の各種処理装置から排出される臭気性排ガスを用いることができる。
又、低酸素気体は、低酸素気体だけでは燃料ガスを燃焼させることができない程度に酸素含有率が低いものに限らず、低酸素気体だけで燃料ガスを燃焼させることができるような酸素含有率のものも用いることができる。
又、本発明の燃焼装置により加熱する加熱対象部としては、上記の各実施形態において例示した貫流ボイラ以外に、各種形式の蒸気ボイラや温水ボイラ、あるいは、各種の炉を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃焼装置を設けた貫流ボイラの縦断面図
【図２】第１実施形態に係る燃焼装置の縦断面図
【図３】第１実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断面図
【図４】第１実施形態に係る燃焼装置の底面図
【図５】第２実施形態に係る燃焼装置を設けた貫流ボイラの縦断面図
【図６】別実施形態に係る燃焼装置の底面図
【図７】別実施形態に係る燃焼装置の要部の縦断面図
【図８】従来の燃焼装置の要部の縦断面図
【符号の説明】
１ 空気吐出口
２ 低酸素気体吐出口
１１ 空気流路
１４ 吐出口形成体
１４ａ 切り欠き
１４ｂ 開口
Ａ 燃焼用空気
Ｅ 低酸素気体
Ｇ 燃料ガス
Ｍ 混合域
Ｓ 燃料ガス噴出部

Claims (3)

1. 燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスを空気吐出口から吐出される燃焼用空気にて燃焼させ、その燃焼にて形成される火炎に、低酸素気体吐出口から酸素含有率が空気よりも低い低酸素気体を吐出して燃焼させるように構成された燃焼装置であって、
   前記空気吐出口が、燃焼用空気を筒状に吐出するように環状に設けられ、前記燃料ガス噴出部が、前記空気吐出口から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、その周方向の全周又は略全周にわたる状態で燃料ガスを噴出するように設けられて、前記火炎が筒状に形成されるように構成され、
   前記低酸素気体吐出口が、低酸素気体を前記筒状の火炎の内方に対して前記空気吐出口からの燃焼用空気吐出方向に沿う方向に吐出するように設けられ、
   前記低酸素気体吐出口が、前記燃料ガス噴出部から噴出される燃料ガスと前記空気吐出口から吐出される燃焼用空気との混合域よりも、前記燃焼用空気吐出方向において下流側に位置されている燃焼装置。
2. 前記燃料ガス噴出部が、前記空気吐出口から吐出される筒状の燃焼用空気吐出流に対して、前記燃焼用空気吐出方向と交差する方向に向けて燃料ガスを噴出するように構成されている請求項１記載の燃焼装置。
3. 燃焼用空気を通流させる空気流路が、前記燃焼用空気吐出方向視において、環状に設けられ、
   その空気流路内に、前記空気吐出口を形成するための複数の切り欠き又は開口を環状に備えて環状に形成された吐出口形成体が嵌め込まれている請求項１又は２記載の燃焼装置。

Images